WO2020144851A1 - 過給機および過給機用のスラスト軸受 - Google Patents
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- WO2020144851A1 WO2020144851A1 PCT/JP2019/000701 JP2019000701W WO2020144851A1 WO 2020144851 A1 WO2020144851 A1 WO 2020144851A1 JP 2019000701 W JP2019000701 W JP 2019000701W WO 2020144851 A1 WO2020144851 A1 WO 2020144851A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
Definitions
- the present disclosure relates to a supercharger including a rotating shaft, a thrust bearing and a housing.
- Patent Document 1 discloses a turbocharger in which a compressor impeller is attached to one end of a rotating shaft and a turbine impeller is attached to the other end of the rotating shaft.
- the inner peripheral edge portion is engaged with the annular groove formed by the collar member mounted on the outer periphery of the rotary shaft, and the outer peripheral edge portion is fixed to the bearing housing.
- the thrust bearing is configured to receive a thrust force acting on the rotary shaft when the inner peripheral edge portion is in sliding contact with the collar member rotating with the rotary shaft.
- the heat of the bearing housing in Patent Document 1 is higher than that of the thrust bearing because heat is transferred from the compressor housing that houses the compressor impeller. Therefore, the thrust bearing receives heat from the end surface of the bearing housing.
- the thrust bearing in Patent Document 1 only a portion above the axis line of the outer peripheral edge portion is fixed to the bearing housing.
- the outer shape in a cross section orthogonal to the axis is vertically asymmetrical, for example, a semi-elliptical shape having an arc vertically upward. Therefore, the thrust bearing may be thermally deformed by heat input from the bearing housing, and may be warped in a cross section along the axial direction. When the thrust bearing is bent, the inner peripheral edge portion of the thrust bearing may hit against the collar member, which may damage the thrust bearing.
- an object of at least one embodiment of the present invention is to provide a supercharger capable of suppressing heat input from the housing to the thrust bearing and preventing thermal deformation of the thrust bearing. ..
- the supercharger is A rotating shaft, A thrust bearing configured to support the rotary shaft in a thrust direction and configured to have an eccentric center of gravity with respect to a rotation center of the rotary shaft, A housing configured to house the thrust bearing, Each of the thrust bearing and the housing extends in a direction intersecting a direction in which the axis of the rotary shaft extends, and includes opposing surfaces facing each other, One side where the centroid of the thrust bearing is located with respect to a reference line passing through the center of rotation of the rotary shaft in a cross section orthogonal to the axis of the rotary shaft is defined as a first region, and the thrust is relative to the reference line.
- the member of either the thrust bearing or the housing is At least one first region side support portion configured to project from a portion of the first region of the facing face of the one member and support the facing face of the other member; At least one second region side supporting portion configured to project from the portion of the second region of the facing surface of the one member and support the facing face of the other member.
- the thrust bearing is supported by the housing in both the first region and the second region. Therefore, the thrust bearing can be prevented from tilting with respect to the housing when it is attached to the housing due to machining errors of the thrust bearing and the housing and an assembly error between the thrust bearing and the housing. By suppressing the thrust bearing from inclining with respect to the housing, it is possible to prevent uneven contact of the thrust bearing, which in turn can prevent seizure of the thrust bearing.
- the supercharger according to (1) above wherein the support region of the at least one first region side support portion and the at least one second region in the cross section are provided.
- the centroid of the combined region including the support region of the side support portion is located closer to the center of rotation than the inner surface of the insertion hole configured to pass the rotary shaft of the thrust bearing.
- the centroid of the composite area is located closer to the center of rotation than the inner surface of the insertion hole of the thrust bearing.
- the thrust bearing is supported by the housing in a well-balanced manner via the first area-side support portion and the second area-side support portion. Therefore, it is possible to effectively prevent the thrust bearing from tilting with respect to the housing when it is attached to the housing.
- the second region passes through the centroid and the rotation center of the thrust bearing in the cross section.
- the at least one second region when divided into a third region located on one side of the second reference line and a fourth region located on the other side of the second reference line.
- the side support portion includes at least one third area side support portion located in the third area and at least one fourth area side support portion located in the fourth area.
- the second region is a third region located on the opposite side of the second reference line passing through the centroid and the rotation center of the thrust bearing in the cross section orthogonal to the axis. And a fourth region.
- the thrust bearing is supported on the housing in a well-balanced manner by the support portions provided in the first area, the third area, and the fourth area, respectively, so that the thrust bearing is prevented from tilting with respect to the housing when it is attached to the housing. Can be suppressed.
- the support portions provided in the respective regions of the first region, the third region and the fourth region can support the thrust bearing in the housing with good balance, so that the thrust bearing is temporarily supported by the two support portions.
- the outer dimensions of the supporting portions in the cross section orthogonal to the axis can be smaller than those in the above case.
- the turbocharger according to (3) above wherein the fourth region is located downstream of the first region in the rotation direction of the rotary shaft, At least one of the fourth region side supporting portions is configured to have a longitudinal direction along a direction intersecting the second reference line in the cross section.
- the fourth region is located on the downstream side of the first region in the rotation direction of the rotary shaft, and the fourth region-side support portion is the second reference line in the cross section orthogonal to the axis. Has a longitudinal direction along a direction intersecting with. For this reason, the fourth region side support portion can block the liquid lubricant that has flowed between the facing surface of the thrust bearing and the facing surface of the housing, and retain the liquid lubricant. Since the liquid lubricant has a temperature lower than that of the portion of the housing that supports the thrust bearing and can cool the thrust bearing, thermal deformation of the thrust bearing can be prevented.
- the fourth region is located downstream of the first region in the rotation direction of the rotary shaft.
- the thrust bearing or the housing is a weir that projects from the portion of the fourth region of the facing surface thereof and that has a longitudinal direction along a direction intersecting the second reference line. Therefore, the liquid lubricant (lubricating oil) flowing between the facing surface of the thrust bearing and the facing surface of the housing can be blocked and the liquid lubricant can be retained. Therefore, according to the above configuration, since the thrust bearing can be cooled by the liquid lubricant blocked by the weir, thermal deformation of the thrust bearing can be effectively prevented.
- the supercharger according to any one of (1) to (5) above is configured such that the at least one first area side support portion or the at least one second area side support portion. And a heat insulating material arranged between the supported portion of the other member.
- the heat insulating material having a smaller thermal conductivity than these supporting portions between the first region side supporting portion or the second region side supporting portion and the supported portion.
- the heat input from the housing to the thrust bearing can be suppressed. Therefore, according to the above configuration, the amount of heat input to the thrust bearing can be reduced as compared with the case where the heat insulating material is not arranged, so that thermal deformation of the thrust bearing can be effectively prevented.
- the supercharger according to any one of the above (1) to (6) is characterized in that the housing defines a first flow path inside and a liquid lubricant.
- the thrust bearing includes a first introduction port for introducing into the first flow path and a first discharge port for discharging the liquid lubricant flowing through the first flow path to the outside.
- a second introduction port for defining the flow passage inside, communicating with the first discharge port, and introducing the liquid lubricant discharged from the first discharge port into the second flow path;
- a second discharge port for discharging the liquid lubricant flowing through two flow paths to the outside, and one of the first discharge port and the second introduction port is on the side of the at least one first region. It is opened at the tip surface of the support portion.
- the liquid lubricant introduced into the first flow path from the first introduction port of the housing passes through the first discharge port of the housing and the second introduction port of the thrust bearing and then flows into the second flow. After being introduced into the passage, it is discharged to the outside of the thrust bearing from the second discharge port of the thrust bearing.
- the thrust bearing can suppress friction, wear, and seizure by being lubricated by the liquid lubricant discharged from the second discharge port.
- either the first discharge port or the second introduction port is open to the tip surface of the first region side support portion. The liquid lubricant flowing in the second flow path through the first discharge port and the second introduction port can cool the vicinity of the second flow path of the first region side support portion and the thrust bearing, so that thermal deformation of the thrust bearing is prevented. can do.
- the supercharger according to any one of (1) to (7) is configured to be fixed to the outer circumference of the rotary shaft, and the supercharger of the rotary shaft is
- the thrust bearing further includes a thrust member including a flange portion extending in a direction intersecting the direction in which the axis extends, and the thrust bearing is adjacent to the flange portion of the thrust member in a direction in which the axis of the rotating shaft extends. Configured to be arranged.
- the thrust bearing since the thrust bearing is arranged adjacent to the flange portion of the thrust member in the direction in which the axis extends, the thrust bearing receives the thrust force of the rotating shaft via the thrust member.
- the thrust bearing thermal deformation is prevented and tilting with respect to the housing is suppressed by the first region-side support portion and the second region-side support portion, so that one-sided contact with the thrust member is prevented.
- the thrust bearing can be prevented from seizing.
- the supercharger according to any one of (1) to (8) is provided at a compressor impeller provided at one end of the rotary shaft and at the other end of the rotary shaft. And a turbine impeller.
- the supercharger is composed of a turbocharger including a compressor impeller and a turbine impeller. Since the turbocharger includes the above-mentioned thrust bearing and the above-mentioned housing, it is possible to prevent thermal deformation of the thrust bearing and prevent seizure of the thrust bearing.
- the thrust bearing according to at least one embodiment of the present invention is A thrust bearing for supporting the rotary shaft of the supercharger in the thrust direction, An insertion hole configured to insert the rotation shaft, and one side in a direction intersecting the direction in which the axis of the insertion hole extends and extending in the direction in which the axis of the insertion hole extends.
- One side where the centroid of the thrust bearing is located with respect to a reference line passing through the center of the insertion hole in a cross section orthogonal to the axis of the insertion hole is defined as a first region, and the thrust bearing with respect to the reference line.
- the thrust bearing is configured to project from at least one first region side support portion configured to project from a portion of the first region of the first end face and a portion of the second region of the first end face. And at least one second region side support portion configured as described above.
- the thrust bearing has the first region side supporting portion projecting from the first region portion and supporting the facing surface of the housing, and the thrust bearing projecting from the second region portion supporting the facing surface of the housing. And a two-region side support portion. That is, the thrust bearing is supported by the housing via the first area side support portion and the second area side support portion. Therefore, the thrust member can reduce the area of the portion supported by the housing as compared with the case where the facing surfaces of the thrust member and the housing contact each other, so that heat input from the housing is suppressed. You can Therefore, according to the above configuration, it is possible to prevent heat deformation of the thrust bearing by suppressing heat input from the housing to the thrust bearing.
- the thrust bearing is supported by the housing in both the first region and the second region. Therefore, the thrust bearing can be prevented from tilting with respect to the housing when it is attached to the housing due to machining errors of the thrust bearing and the housing and an assembly error between the thrust bearing and the housing. By suppressing the thrust bearing from inclining with respect to the housing, it is possible to prevent uneven contact of the thrust bearing, which in turn can prevent seizure of the thrust bearing.
- a supercharger capable of suppressing heat input from the housing to the thrust bearing and preventing thermal deformation of the thrust bearing.
- FIG. 3 is a schematic view showing a state where the thrust bearing shown in FIG. 2 is viewed from the turbine side. It is a schematic sectional drawing which expands and shows a part of supercharger concerning other one Embodiment of this invention.
- FIG. 6 is a schematic view showing a state in which a thrust bearing according to another embodiment of the present invention is viewed from the turbine side. It is a schematic sectional drawing which expands and shows a part of supercharger concerning other one Embodiment of this invention.
- FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a supercharger according to an embodiment of the present invention.
- the supercharger 1 according to some embodiments includes a rotary shaft 2, a thrust bearing 3, a housing 4, a thrust member 5, and journal bearings 13 and 14.
- the supercharger 1 is a turbocharger 1A for an automobile.
- the turbocharger 1A (supercharger 1) includes a compressor impeller 11 provided at one end of the rotary shaft 2 in the longitudinal direction and a turbine provided at the other end of the rotary shaft 2 in the longitudinal direction.
- the impeller 12 is provided.
- the rotary shaft 2 has a length direction along the direction in which the axis LA of the rotary shaft 2 extends (the left-right direction in FIG. 1) and rotates about a rotation center R (see FIGS. 3 and 5). It is configured.
- the side where the compressor impeller 11 is located in the direction in which the axis LA extends is referred to as the compressor side
- the side where the turbine impeller 12 is located is referred to as the turbine side.
- the housing 4 described above includes a compressor housing 4A configured to accommodate the compressor impeller 11, a bearing housing 4B configured to accommodate the thrust bearing 3, and a turbine impeller 12.
- a turbine housing 4C configured to house.
- the bearing housing 4B is arranged between the compressor housing 4A and the turbine housing 4C in the direction in which the axis LA extends, and the end portion on the compressor side is connected to the compressor housing 4A. The end portion on the side is fixed to the turbine housing 4C.
- the bearing housing 4B defines an internal space that is configured so that the rotary shaft 2 can be inserted along the direction in which the axis LA extends, inside.
- the internal space is configured to accommodate the thrust bearing 3, the thrust member 5, and the journal bearings 13 and 14.
- Each of the journal bearings 13 and 14 is configured to rotatably support the rotary shaft 2.
- the journal bearing 13 is arranged closer to the compressor than the journal bearing 14.
- the bearing housing 4B internally defines a first flow path 61 for flowing the liquid lubricant.
- the liquid lubricant include lubricating oil.
- the bearing housing 4B includes a first introduction port 62 for introducing the liquid lubricant into the first flow passage 61, and a liquid lubricant flowing through the first flow passage 61 in the first flow passage 61.
- a first discharge port 63 for discharging to the outside.
- the bearing housing 4B has a third discharge port 64 for discharging the liquid lubricant flowing through the first flow path 61 to the journal bearing 13 to the outside, as shown in FIG.
- a fourth discharge port 65 for discharging the liquid lubricant flowing through the first flow path 61 toward the journal bearing 14 to the outside.
- the above-described first introduction port 62 is provided in the upper part of the bearing housing 4B, and the outlet opening 66 is provided in the lower part of the bearing housing 4B.
- the liquid lubricant introduced into the first flow passage 61 from the first introduction port 62 passes through the first discharge port 63 and the second introduction port 72 and is introduced into the second flow passage 71. After that, it is discharged to the outside of the thrust bearing 3 through the second discharge port 73.
- the liquid lubricant discharged from the second discharge port 73 to the outside of the thrust bearing 3 lubricates the thrust bearing 3 and then is discharged to the outside of the bearing housing 4B through the outlet opening 66.
- a part of the liquid lubricant flowing through the first flow path 61 passes through the third discharge port 64 and the fourth discharge port 65 to lubricate the journal bearings 13 and 14, and then passes through the outlet opening 66 to the bearing housing 4B. Is discharged to the outside.
- FIG. 2 is a schematic sectional view showing a part of the supercharger shown in FIG. 1 in an enlarged manner.
- FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which the thrust bearing shown in FIG. 2 is viewed from the turbine side.
- FIG. 4 and FIG. 6 are schematic cross-sectional views showing an enlarged part of a supercharger according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a schematic view showing a state in which a thrust bearing according to another embodiment of the present invention is viewed from the turbine side.
- the thrust member 5 includes a turbine-side thrust collar 5A and a compressor-side thrust collar 5B, as shown in FIGS.
- the turbine-side thrust collar 5A extends along a cylindrical body portion 51 and a direction of intersecting (orthogonal) with the axial line LA from the turbine-side edge portion of the outer periphery of the body portion 51.
- a protruding flange portion 52 is included.
- the compressor-side thrust collar 5B like the turbine-side thrust collar 5A, includes a cylindrical body portion 53 and a flange portion 54 protruding from a turbine-side edge portion of the body portion 53 along a direction intersecting the axis LA.
- each of the turbine-side thrust collar 5A and the compressor-side thrust collar 5B is mounted on the outer circumference of the rotary shaft 2 and can rotate together with the rotary shaft 2.
- the turbine-side thrust collar 5A is arranged on the turbine side of the compressor-side thrust collar 5B, and the compressor-side end surface of the turbine-side thrust collar 5A is in contact with the turbine-side end surface of the compressor-side thrust collar 5B.
- the thrust bearing 3 includes a plate-shaped body portion 31 extending along a direction orthogonal (intersecting) to the axis LA.
- the body portion 31 has an insertion hole 311 configured to insert the rotary shaft 2, an end surface 313 located on the turbine side in a direction in which the axis LB of the insertion hole 311 extends, and a direction in which the axis LB extends. It has an end surface 314 located on the compressor side.
- Each of the end surfaces 313 and 314 extends along a direction orthogonal (intersecting) to the direction in which the axis LB extends.
- the axis line LB of the insertion hole 311 is arranged coaxially with the axis line LA of the rotary shaft 2.
- the body portion 31 of the thrust bearing 3 is configured such that the centroid C1 is eccentric with respect to the axis LB of the insertion hole 311 (rotation center R of the rotary shaft 2).
- the first reference line LH the upper side (one side) where the centroid C1 is located with respect to the first reference line LH is the first region R1, and the centroid C1 is located with respect to the first reference line LH.
- the lower side (other side) which is not used is defined as the second region R2.
- a straight line passing through the center of the insertion hole 311 (the rotation center R of the rotary shaft 2) and the centroid C1 in the cross section is referred to as a second reference line LV.
- the second reference line LV extends along the vertical direction
- the first reference line LH is orthogonal to the second reference line LV. However, it extends along the horizontal direction.
- the body portion 31 of the thrust bearing 3 has a vertically asymmetric outer shape in a cross section orthogonal to the axis LB (axis LA).
- the body portion 31 of the thrust bearing 3 has, as shown in FIGS. 3 and 5, a semi-elliptical shape whose outer shape in a cross section orthogonal to the axis LB (axis LA) has an arc vertically upward. And has a recessed cutout 315 vertically below the axis LB.
- the thrust bearing 3 is configured to support the rotary shaft 2 in the thrust direction, as shown in FIGS.
- the thrust bearing 3 includes a rotary shaft 2 and a body portion 51 of a turbine-side thrust collar 5 ⁇ /b>A mounted on the outer periphery of the rotary shaft 2 through an insertion hole. 311 is loosely inserted.
- the inner peripheral edge portion of the thrust bearing 3 is arranged between the flange portion 52 of the turbine side thrust collar 5A and the flange portion 54 of the compressor side thrust collar 5B in the direction in which the axis LA extends.
- the inner surface of the insertion hole 311 of the thrust bearing 3 is configured to be in sliding contact with the outer peripheral surface 511 of the body portion 51 of the turbine side thrust collar 5A as the rotary shaft 2 rotates.
- the above-described second discharge port 73 is opened on the inner side surface of the insertion hole 311 of the thrust bearing 3.
- the liquid lubricant discharged from the second discharge port 73 to the outside of the thrust bearing 3 is between the inner surface of the insertion hole 311 of the thrust bearing 3 and the outer peripheral surface 511 of the turbine side thrust collar 5A, and of the thrust bearing 3. It is configured to be introduced between the end surface 314 and the turbine-side end surface of the flange portion 54.
- the thrust bearing 3 is configured such that the outer peripheral edge portion is supported by the bearing housing 4B.
- the turbocharger 1A (supercharger 1) further includes an oil deflector 15, a retainer 16, and a snap ring 17, as shown in FIGS.
- the bearing housing 4B is configured to accommodate the oil deflector 15, the retainer 16 and the snap ring 17.
- the retainer 16 is configured to hold the thrust bearing 3 on the outer peripheral side of the rotary shaft 2.
- the retainer 16 is an annular member having a through hole 161, and is attached to the outer periphery of the body portion 53 of the compressor-side thrust collar 5B in a relatively rotatable state.
- a projecting portion 162 that projects toward the thrust bearing 3 side is formed on the outer peripheral portion of the retainer 16 along the direction in which the axis LA extends.
- a tip end 164 protruding from the turbine-side end surface 163 of the protruding portion 162 is in contact with the end surface 314 of the thrust bearing 3.
- the bearing housing 4 ⁇ /b>B includes a coating portion 41 that extends along the direction in which the axial line LA extends so as to cover the outer peripheral sides of the thrust bearing 3 and the retainer 16, and the axial line LA.
- Inwardly projecting portion 42 that projects inward at a position closer to the turbine than the thrust bearing 3 in the extending direction and extends along a direction orthogonal (intersecting) to the axis LA.
- An end surface 421 of the bearing housing 4 ⁇ /b>B located on the compressor side of the inward protruding portion 42 faces the end surface 313 of the thrust bearing 3.
- the tip 164 of the retainer 16 presses the outer peripheral edge portion of the thrust bearing 3 against the inward protruding portion 42 of the bearing housing 4B to hold the thrust bearing 3 on the outer peripheral side of the rotary shaft 2. Further, the thrust bearing 3 has an outer peripheral edge portion supported by the bearing housing 4B.
- the compressor-side rear end surface 165 of the protrusion 162 of the retainer 16 is in contact with an annular snap ring 17 (movement restriction member) fitted in the inner circumferential groove 43 of the bearing housing 4B. The retainer 16 is pressed against the thrust bearing 3 side by a snap ring 17.
- the oil deflector 15 is an annular member having a through hole 151, and is attached to the outer periphery of the body portion 53 of the compressor side thrust collar 5B in a relatively rotatable state.
- the oil deflector 15 is arranged on the turbine side of the retainer 16.
- the inner peripheral edge portion 152 is supported by the compressor-side end surface 541 of the flange portion 54 of the compressor-side thrust collar 5B, and the outer peripheral edge portion 153 is supported by the end surface 163 of the retainer 16.
- a gap is provided between the inner peripheral surface 411 of the coating portion 41 of the bearing housing 4B and the outer peripheral surface 312 of the thrust bearing 3. In this case, heat input to the thrust bearing 3 from the coating portion 41 of the bearing housing 4B can be prevented.
- the tip 164 of the retainer 16 has a taper shape whose outer dimension decreases toward the tip side. In this case, heat input from the tip 164 of the retainer 16 to the thrust bearing 3 can be suppressed.
- the supercharger 1 includes, as shown in FIGS. 2, 4, and 6, the above-described rotating shaft 2, the above-mentioned thrust bearing 3, and the above-mentioned housing 4.
- Each of the thrust bearing 3 and the housing 4 includes facing surfaces (end surfaces 313, 421) that extend in a direction intersecting (orthogonal to) the direction in which the axis LA extends and that face each other.
- One of the thrust bearing 3 and the housing 4 has at least one first member configured to project from the above-mentioned first region R1 of the facing surface of the one member and support the facing surface of the other member.
- One region side supporting portion 81 and at least one second region side supporting portion configured to project from the above-mentioned second region R2 portion of the facing surface of the one member to support the facing surface of the other member. 82 and.
- the thrust bearing 3 includes a first bearing-side protruding portion 32 protruding from a portion of the first region R1 of the end surface 313 and a portion of the second region R2 of the end surface 313.
- Each of the first bearing-side protrusion 32, the second bearing-side protrusion 33, and the third bearing-side protrusion 34 extends along the direction in which the axis LA (axis LB) extends, and the axis LA( It has front end faces 321, 331, 341 extending along a direction orthogonal (intersecting) to the axis LB).
- the first bearing-side protrusion 32 serves as the above-described first region-side support portion 81, and the second bearing-side protrusion 33 and the third bearing-side protrusion 34 are provided. It becomes the second region side support portion 82 described above.
- the thrust bearing 3 includes a tip surface 321 of the first bearing side protrusion 32, a tip surface 331 of the second bearing side protrusion 33, and a tip surface 341 of the third bearing side protrusion 34. Each of them is supported by the bearing housing 4B by coming into contact with the end surface 421 of the bearing housing 4B.
- the heat insulating material 10 is disposed between each of the surfaces 341 and the end surface 421 of the bearing housing 4B.
- the heat insulating material 10 is an annular member having a through hole 101.
- the above-mentioned first discharge port 63 and the above-mentioned second introduction port 72 communicate with each other through the through hole 101.
- the thrust bearing 3 is supported by the end surface 421 of the bearing housing 4B via the heat insulating material 10.
- the bearing housing 4B includes a first housing-side protruding portion 44 that projects from a portion of the end surface 421 in the first region R1 and a second housing that projects from a portion of the end surface 421 in the second region R2. And a side protrusion 45.
- the first housing-side protruding portion 44 serves as the above-described first area-side supporting portion 81
- the second housing-side protruding portion 45 serves as the above-described second area-side supporting portion 82.
- each of the first housing-side protruding portion 44 and the second housing-side protruding portion 45 extends along the direction in which the axis LA extends, and is orthogonal to (intersecting) the axis LA.
- the end surface 313 of the thrust bearing 3 is supported by the bearing housing 4 ⁇ /b>B by abutting the tip surface 441 of the first housing-side protruding portion 44 and the tip surface 451 of the second housing-side protruding portion 45, respectively.
- one member of the thrust bearing 3 or the housing 4 projects from the portion of the first region R1 and supports the facing surface of the other member;
- the second region side support portion 82 that projects from the region R2 and supports the facing surface of the other member. That is, the thrust bearing 3 is supported by the housing 4 via the first area side support portion 81 and the second area side support portion 82.
- the area of the portion supported by the housing 4 can be made smaller than in the case where the facing surfaces (end surfaces 313, 421) of the thrust bearing 3 and the housing 4 contact each other.
- the heat input from the housing 4 can be suppressed. Therefore, according to the above configuration, heat deformation of the thrust bearing 3 can be prevented by suppressing heat input from the housing 4 to the thrust bearing 3.
- the thrust bearing 3 is supported by the housing 4 in both the first region R1 and the second region R2. Therefore, the thrust bearing 3 tilts with respect to the housing 4 when it is attached to the housing 4 due to processing errors of the thrust bearing 3 and the housing 4 and an assembly error between the thrust bearing 3 and the housing 4. Can be suppressed. By suppressing the thrust bearing 3 from inclining with respect to the housing 4, it is possible to prevent uneven contact of the thrust bearing 3 and thus to prevent seizure of the thrust bearing 3.
- the support region of the at least one first region side support portion 81 and the at least one second region described above is located closer to the rotation center R than the inner surface of the insertion hole 311 of the thrust bearing 3 described above.
- the tip end surface 321 of the first bearing side protrusion 32 serves as a support area for the first region side support portion 81, and the tip end surface 331 of the second bearing side protrusion 33 and the third bearing.
- the tip end surface 341 of the side protruding portion 34 serves as a support area for the second area side support portion 82.
- the centroid C2 of the composite area is preferably closer to the axis LA (axis LB).
- the centroid C2 of the composite region is located closer to the rotation center R than the virtual circle V having a diameter dimension of D/2 centered on the rotation center R. ing. More preferably, the centroid C2 of the composite area is located on the axis LA (axis LB) as is the rotation center R.
- the centroid C2 of the composite area is located closer to the rotation center R than the inner surface of the insertion hole 311 of the thrust bearing 3.
- the thrust bearing 3 is configured so that the housing 4 is supported via the first area-side support portion 81 and the second area-side support portion 82. Therefore, the thrust bearing 3 can be effectively prevented from tilting with respect to the housing 4 when the thrust bearing 3 is attached to the housing 4.
- the above-described second region R2 is a second reference that passes through the centroid C1 and the rotation center R of the thrust bearing 3 at the end surface orthogonal to the axis LA. At least one second region described above when divided into a third region R3 located on one side of the line LV and a fourth region R4 located on the other side of the second reference line LV.
- the side support portion 82 includes at least one third area side support portion 83 located in the third area R3 and at least one fourth area side support portion 84 located in the above-described fourth area R4.
- the third region R3 is located upstream of the first region R1 in the rotation direction FD of the rotary shaft 2 (on the right side of the second reference line LV in the drawings),
- the fourth region R4 is located downstream of the first region R1 in the rotation direction FD of the rotary shaft 2 (on the left side of the second reference line LV in the drawing).
- the second bearing-side protrusion 33 serves as the above-described third region-side support portion 83
- the third bearing-side protrusion 34 serves as the above-described fourth region-side support portion 84.
- the second regions R2 are located on opposite sides of the second reference line LV passing through the centroid C1 of the thrust bearing 3 and the rotation center R in the cross section orthogonal to the axis LA. It includes three regions R3 and a fourth region R4.
- the thrust bearing 3 includes support portions (first area side support portion 81, third area side support portion 83, fourth area side) provided in respective areas of the first area R1, the third area R3 and the fourth area R4. Since the supporting portion 84) supports the housing 4 in a well-balanced manner, it is possible to prevent the housing 4 from being tilted with respect to the housing 4.
- the support portions (the first area-side support portion 81, the third area-side support portion 83, and the fourth area-side support portion 84) provided in the respective regions of the first region R1, the third region R3, and the fourth region R4. ), the thrust bearing 3 can be supported by the housing 4 in a well-balanced manner, so that the thrust bearing 3 is temporarily supported by the two support portions (for example, the first area side support portion 81 and the third area side support portion 83).
- the outer dimensions of each of the support portions (the first region side support portion 81, the third region side support portion 83, the fourth region side support portion 84) in the cross section orthogonal to the axis LA should be made smaller. You can By reducing the outer dimensions of the support portion, the amount of heat input from the housing 4 to the thrust bearing 3 via the support portion can be reduced, so that thermal deformation of the thrust bearing 3 can be effectively prevented. ..
- the above-mentioned fourth region R4 is located downstream of the first region R1 in the rotation direction FD of the rotary shaft 2.
- the at least one fourth region side supporting portion 84 described above is configured to have a longitudinal direction along a direction intersecting the second reference line LV in a cross section orthogonal to the axis LA. It was
- the third bearing-side protruding portion 34 (fourth region-side supporting portion 84) extends in a direction intersecting the first reference line LH and the second reference line LV, as shown in FIG. Along the longitudinal direction.
- the third bearing-side protrusion 34 (fourth region-side support portion 84) may have a longitudinal direction along the direction in which the first reference line LH extends.
- a liquid lubricant (lubricating oil) is sent to the thrust bearing 3, and the insertion hole 311 of the thrust bearing 3 is lubricated with the liquid lubricant, so that the rotary shaft 2 and the thrust member 5 fixed to the rotary shaft 2 are lubricated. The friction, wear, and seizure of the thrust bearing 3 are suppressed.
- a part of the liquid lubricant sent to the thrust bearing 3 is generated by the end surface 313 of the thrust bearing 3 and the end surface 521 of the flange portion 52 of the turbine side thrust collar 5A on the compressor side. It flows through the space between the end surface 313 (opposing surface) of the thrust bearing 3 and the end surface 421 (opposing surface) of the bearing housing 4B.
- the liquid lubricant flowing between the end surface 313 of the thrust bearing 3 and the end surface 421 of the bearing housing 4B flows along the rotation direction FD of the rotary shaft 2.
- the fourth region R4 is located on the downstream side of the first region R1 in the rotation direction FD of the rotary shaft 2, and the fourth region-side support portion 84 is a cross section orthogonal to the axis LA. Has a longitudinal direction along a direction intersecting with the second reference line LV.
- the fourth region side support portion 84 dams the liquid lubricant that has flowed between the facing surface (end surface 313) of the thrust bearing 3 and the facing surface (end surface 421) of the housing 4 to remove the liquid lubricant. Can be retained.
- the liquid lubricant has a temperature lower than that of the portion of the housing 4 supporting the thrust bearing 3 and can cool the thrust bearing 3, so that thermal deformation of the thrust bearing 3 can be prevented.
- the above-mentioned fourth region R4 is located downstream of the first region R1 in the rotation direction FD of the rotary shaft 2.
- a cross section of one of the thrust bearing 3 and the housing 4 described above projects from the above-mentioned fourth region R4 of the facing surface of the one member and is orthogonal to the axis LA.
- the weir 9 having a longitudinal direction along a direction intersecting the second reference line LV.
- the weir 9 projects from the end surface 313 of the thrust bearing 3 toward the end surface 421 of the housing 4.
- the weir 9 has a longitudinal direction along a direction intersecting the first reference line LH and the second reference line LV. More specifically, the weir 9 has a longitudinal direction along the same direction as the longitudinal direction of the third bearing side protrusion 34.
- the weir 9 may have a longitudinal direction along the direction in which the first reference line LH extends, and extends in a direction different from the longitudinal direction of the third bearing side protrusion 34. It may have an existing longitudinal direction. In the embodiment shown in FIG.
- the weir 9 is provided on the inner peripheral side of the third bearing side protrusion 34 and adjacent to the third bearing side protrusion 34.
- the protruding length of the weir 9 from the end surface 313 is shorter than the protruding length of the third bearing-side protruding portion 34. That is, the weir 9 does not come into contact with the end surface 421 of the housing 4.
- the thrust bearing 3 or the housing 4 projects from the portion of the fourth region R4 on the facing surface thereof and has a weir 9 having a longitudinal direction along a direction intersecting with the second reference line LV. Therefore, the liquid lubricant (lubricating oil) flowing between the facing surface (the end surface 313) of the thrust bearing 3 and the facing surface (the end surface 421) of the housing 4 can be blocked and the liquid lubricant can be retained. it can. Therefore, according to the above configuration, the thrust bearing 3 can be cooled by the liquid lubricant blocked by the weir 9, so that the thermal deformation of the thrust bearing 3 can be effectively prevented.
- the above-described supercharger 1 includes, as shown in FIG. 6, at least one of the above-described first area-side support portion 81 or the above-described second area-side support portion 82 and the first area.
- the heat insulating material 10 described above is provided between the side supporting portion 81 and the supported portion (the end surface 313 or the end surface 421) of the other member that does not include the second area side supporting portion 82.
- the heat insulating material 10 is made of a material having a smaller thermal conductivity than that of the first area side support portion 81 and the second area side support portion 82.
- the heat insulating material 10 is arranged between each of the tip surfaces 341 of the protrusions 34 and the end surface 421 of the bearing housing 4B.
- the heat insulating material 10 may be arranged between the end surface 313 of the bearing 3.
- the heat conductivity is smaller than those of the support portions.
- heat input from the housing 4 to the thrust bearing 3 can be suppressed. Therefore, according to the above configuration, the amount of heat input to the thrust bearing 3 can be reduced as compared with the case where the heat insulating material 10 is not arranged, so that thermal deformation of the thrust bearing 3 can be effectively prevented. ..
- the above-described bearing housing 4B internally defines the above-described first flow path 61 and the above-described first housing 61.
- the first inlet 62 and the above-described first outlet 63 are included.
- the thrust bearing 3 described above defines the second flow path 71 inside and includes the above-mentioned second introduction port 72 and the above-mentioned second discharge port 73.
- One of the first discharge port 63 and the second introduction port 72 is open to the tip surface 811 of at least one first region side support portion 81.
- the first discharge port 63 is open to the end surface 421 of the bearing housing 4B.
- the second introduction port 72 is open to the tip surface 321 (tip surface 811) of the first bearing-side protrusion 32.
- the first outlet 63 is open to the tip surface 441 (tip surface 811) of the first housing-side protruding portion 44.
- the second introduction port 72 is open to the end surface 313 of the thrust bearing 3.
- the liquid lubricant introduced into the first flow path 61 from the first introduction port 62 of the housing 4 passes through the first discharge port 63 of the housing 4 and the second introduction port 72 of the thrust bearing 3. After being introduced into the second flow path 71, it is discharged from the second discharge port 73 of the thrust bearing 3 to the outside of the thrust bearing 3.
- the thrust bearing 3 can suppress friction, wear, and seizure as the liquid lubricant discharged from the second discharge port 73 lubricates.
- either the first discharge port 63 or the second introduction port 72 is open to the tip surface 811 of the first region side support portion 81.
- the liquid lubricant that flows through the first discharge port 63 and the second introduction port 72 and flows through the second flow passage 71 can cool the vicinity of the second flow passage 71 of the first region side support portion 81 and the thrust bearing 3, the thrust It is possible to prevent thermal deformation of the bearing 3.
- the supercharger 1 described above is configured to be fixed to the outer circumference of the rotating shaft 2 described above, as shown in FIGS.
- the thrust member 5 described above including the flange portion 54 extending in a direction intersecting the direction in which the axis LA of the rotary shaft 2 extends is provided.
- the thrust bearing 3 described above is configured to be arranged adjacent to the flange portion 54 of the thrust member 5 in the direction in which the axis LA extends.
- the thrust bearing 3 is arranged adjacent to the flange portion 54 of the thrust member 5 in the direction in which the axis LA extends, so the thrust force of the rotary shaft 2 is interposed via the thrust member 5. Can be received.
- the thrust bearing 3 is prevented from being thermally deformed and is prevented from tilting with respect to the housing 4 by the above-mentioned first area side support portion 81 and the above-mentioned second area side support portion 82. It is possible to prevent uneven contact with the thrust member 5, and thus to prevent seizure of the thrust bearing 3.
- the above-described supercharger 1 includes the above-described rotary shaft 2, the above-mentioned thrust bearing 3, the above-mentioned housing 4, and the above-mentioned one provided at one end of the rotary shaft 2.
- a compressor impeller 11 and the above-mentioned turbine impeller 12 provided at the other end of the rotary shaft 2 are provided.
- the supercharger 1 includes a turbocharger 1A including a compressor impeller 11 and a turbine impeller 12. Since the turbocharger 1A includes the thrust bearing 3 and the housing 4 described above, it is possible to prevent thermal deformation of the thrust bearing 3 and seizure of the thrust bearing 3.
- the thrust bearing 3 has the above-described insertion hole 311 configured to allow the rotary shaft 2 to pass therethrough, and is provided on the axis LB of the insertion hole 311 as shown in FIGS.
- the body portion 31 described above is configured so that the centroid C1 is eccentric.
- the body portion 31 has the above-described end surface 313 (first end surface) that extends in a direction intersecting the direction in which the axis LB extends and that is located on the turbine side (one side) in the direction in which the axis LB extends. Have.
- the thrust bearing 3 projects from at least one of the first region side support portions 81 described above configured to project from the first region R1 portion of the end face 313 and the second region R2 portion of the end face 313.
- the at least one second region side support portion 82 configured as above is further provided.
- the thrust bearing 3 protrudes from the first region R1 and the first region side support portion 81 that supports the end face 421 (opposing face) of the housing 4 and the second region R2. And a second region side support portion 82 that supports the end surface 421 (opposing surface) of the housing 4. That is, the thrust bearing 3 is supported by the housing 4 via the first area side support portion 81 and the second area side support portion 82.
- the area of the portion supported by the housing 4 can be made smaller than in the case where the facing surfaces (end surfaces 313, 421) of the thrust bearing 3 and the housing 4 contact each other.
- the heat input from the housing 4 can be suppressed. Therefore, according to the above configuration, heat deformation of the thrust bearing 3 can be prevented by suppressing heat input from the housing 4 to the thrust bearing 3.
- the thrust bearing 3 is supported by the housing 4 in both the first region R1 and the second region R2. Therefore, the thrust bearing 3 tilts with respect to the housing 4 when it is attached to the housing 4 due to processing errors of the thrust bearing 3 and the housing 4 and an assembly error between the thrust bearing 3 and the housing 4. Can be suppressed. By suppressing the thrust bearing 3 from inclining with respect to the housing 4, it is possible to prevent uneven contact of the thrust bearing 3 and thus to prevent seizure of the thrust bearing 3.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes a form in which the above-described embodiment is modified and a form in which these forms are appropriately combined.
- the turbocharger 1A for an automobile has been described as an example of the supercharger 1, but the supercharger 1 is not limited to the turbocharger 1A for an automobile, and various changes may be made. It is possible.
- the supercharger 1 may be a turbocharger for a ship, or may be a device other than the turbocharger.
- the supercharger 1 may be configured without the turbine impeller 12 described above. Examples of the supercharger 1 that does not include the turbine impeller 12 include an electric compressor that rotates the compressor impeller 11 by an electric motor (not shown).
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Abstract
過給機は、回転シャフトと、回転シャフトをスラスト方向に支持するスラスト軸受と、スラスト軸受を収納するハウジングと、を備え、回転シャフトの軸線に直交する断面における回転シャフトの回転中心を通る基準線に対してスラスト軸受の図心が位置する一方側を第1領域とし、他方側を第2領域としたときに、スラスト軸受又はハウジングの何れか一方の部材は、一方の部材の対向面の第1領域の部分から突出して他方の部材の対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部と、一方の部材の対向面の第2領域の部分から突出して他方の部材の対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部と、を含む。
Description
本開示は、回転シャフト、スラスト軸受およびハウジングを備える過給機に関する。
過給機としては、回転シャフトと、回転シャフトを軸方向(スラスト方向)に支持するスラスト軸受と、スラスト軸受を収容する軸受ハウジング(ハウジング)と、を備えるものが広く知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1には、回転シャフトの一端にコンプレッサインペラが取り付けられ、回転シャフトの他端にタービンインペラが取り付けられたターボチャージャが開示されている。
特許文献1におけるスラスト軸受は、回転シャフトの外周に装着されたカラー部材により形成される環状溝に内周縁部が係合するとともに、軸受ハウジングに外周縁部が固定されている。上記スラスト軸受は、回転シャフトと共に回転するカラー部材に内周縁部が摺接することで、回転シャフトに作用するスラスト力を受けるように構成されている。
特許文献1の図2に示されるように、スラスト軸受は、回転シャフトの軸線に直交する方向に延在する一端面の外周縁部が、軸受ハウジングの回転シャフトの軸線に直交する方向に延在する端面に当接している。そして、スラスト軸受は、軸線方向における軸受ハウジングとはスラスト軸受を挟んで反対側に位置するリテーナにより、軸線方向における軸受ハウジングに向かって押し付けられることで、軸受ハウジングに固定されている。
特許文献1における軸受ハウジングは、コンプレッサインペラを収容するコンプレッサハウジングから熱が伝達されるので、スラスト軸受よりも高温になっている。このため、スラスト軸受は、軸受ハウジングの上記端面から熱が入熱される。ここで、特許文献1におけるスラスト軸受は、外周縁部の軸線よりも上側の部分のみが軸受ハウジングに固定されている。また、特許文献1におけるスラスト軸受は、軸線に直交する断面における外形形状が、例えば鉛直上方に円弧を有する半楕円形のような上下非対称になっている。このため、スラスト軸受は、軸受ハウジングから入熱により熱変形し、軸線方向に沿った断面においてそり曲がった状態になる虞がある。スラスト軸受がそり曲がった状態になると、内周縁部がカラー部材に片当たりし、スラスト軸受が損傷する虞がある。
上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、ハウジングからスラスト軸受への入熱を抑制し、スラスト軸受の熱変形を防止することができる過給機を提供することにある。
(1)本発明の少なくとも一実施形態にかかる過給機は、
回転シャフトと、
上記回転シャフトをスラスト方向に支持するように構成されるとともに、上記回転シャフトの回転中心に対して図心が偏心するように構成されたスラスト軸受と、
上記スラスト軸受を収納するように構成されたハウジングと、を備え、
上記スラスト軸受および上記ハウジングの夫々は、上記回転シャフトの軸線が延在する方向に交差する方向に延在し、且つ、互いに対向する対向面を含み、
上記回転シャフトの上記軸線に直交する断面における上記回転シャフトの回転中心を通る基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置する一方側を第1領域とし、上記基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置しない他方側を第2領域としたときに、
上記スラスト軸受又は上記ハウジングの何れか一方の部材は、
上記一方の部材の対向面の上記第1領域の部分から突出して他方の部材の対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部と、
上記一方の部材の上記対向面の上記第2領域の部分から突出して上記他方の部材の上記対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部と、を含む。
回転シャフトと、
上記回転シャフトをスラスト方向に支持するように構成されるとともに、上記回転シャフトの回転中心に対して図心が偏心するように構成されたスラスト軸受と、
上記スラスト軸受を収納するように構成されたハウジングと、を備え、
上記スラスト軸受および上記ハウジングの夫々は、上記回転シャフトの軸線が延在する方向に交差する方向に延在し、且つ、互いに対向する対向面を含み、
上記回転シャフトの上記軸線に直交する断面における上記回転シャフトの回転中心を通る基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置する一方側を第1領域とし、上記基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置しない他方側を第2領域としたときに、
上記スラスト軸受又は上記ハウジングの何れか一方の部材は、
上記一方の部材の対向面の上記第1領域の部分から突出して他方の部材の対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部と、
上記一方の部材の上記対向面の上記第2領域の部分から突出して上記他方の部材の上記対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部と、を含む。
上記(1)の構成によれば、スラスト軸受又はハウジングの何れか一方の部材は、第1領域の部分から突出して他方の部材の対向面を支持する第1領域側支持部と、第2領域の部分から突出して他方の部材の対向面を支持する第2領域側支持部と、を含む。つまり、スラスト軸受は、第1領域側支持部および第2領域側支持部を介して、ハウジングに支持される。このため、スラスト軸受は、仮にスラスト軸受とハウジングとの対向面同士が当接する場合に比べて、ハウジングに支持される部分の面積を小さくすることができるので、ハウジングからの入熱を抑制することができる。よって、上記の構成によれば、ハウジングからスラスト軸受への入熱を抑制することで、スラスト軸受の熱変形を防止することができる。
また、スラスト軸受は、ハウジングに第1領域および第2領域の両方の領域で支持されている。このため、スラスト軸受は、スラスト軸受およびハウジングの夫々の加工誤差や、スラスト軸受とハウジングとの間の組み立て誤差により、ハウジングに取り付けられた際にハウジングに対して傾くのを抑制することができる。スラスト軸受がハウジングに対して傾くのを抑制することで、スラスト軸受の片当たりを防止することができ、ひいてはスラスト軸受の焼き付きを防止することができる。
(2)幾つかの実施形態では、上記(1)に記載の過給機であって、上記断面における、上記少なくとも一つの第1領域側支持部の支持領域と、上記少なくとも一つの第2領域側支持部の支持領域と、を合わせた複合領域の図心は、上記スラスト軸受の上記回転シャフトを挿通させるように構成された挿通孔の内側面よりも上記回転中心寄りに位置している。
上記(2)の構成によれば、複合領域の図心が、スラスト軸受の挿通孔の内側面よりも回転中心寄りに位置している。つまり、複合領域の図心を回転中心に近くに位置するように構成することで、スラスト軸受は、第1領域側支持部や第2領域側支持部を介して、ハウジングにバランスよく支持されるため、ハウジングに取り付けられた際にスラスト軸受がハウジングに対して傾くのを効果的に抑制することができる。
(3)幾つかの実施形態では、上記(1)又は(2)に記載の過給機であって、上記第2領域を、上記断面における上記スラスト軸受の上記図心および上記回転中心を通る第2の基準線に対して一方側に位置する第3領域と、上記第2の基準線に対して他方側に位置する第4領域と、に区分したときに、上記少なくとも一つの第2領域側支持部は、上記第3領域に位置する少なくとも一つの第3領域側支持部と、上記第4領域に位置する少なくとも一つの第4領域側支持部と、を含む。
上記(3)の構成によれば、第2領域は、上記軸線に直交する断面における、スラスト軸受の図心および回転中心を通る第2の基準線を挟んで互いに反対側に位置する第3領域と、第4領域と、を含む。スラスト軸受は、第1領域、第3領域および第4領域の夫々の領域に設けられた支持部により、ハウジングにバランスよく支持されるので、ハウジングに取り付けられた際にハウジングに対して傾くのを抑制することができる。
また、第1領域、第3領域および第4領域の夫々の領域に設けられた支持部は、スラスト軸受をハウジングにバランスよく支持させることができるので、仮にスラスト軸受が二つの支持部により支持される場合に比べて、上記軸線に直交する断面における支持部の夫々の外形寸法を小さなものにすることができる。上記支持部の外形寸法を小さくすることで、上記支持部を介したハウジングからスラスト軸受への入熱量を減らすことができるので、スラスト軸受の熱変形を効果的に防止することができる。
(4)幾つかの実施形態では、上記(3)に記載の過給機であって、上記第4領域は、上記回転シャフトの回転方向における上記第1領域よりも下流側に位置し、上記少なくとも一つの第4領域側支持部は、上記断面における上記第2の基準線に交差する方向に沿って長手方向を有するように構成された。
一般的に、スラスト軸受に液体潤滑剤(潤滑油)を送り込み、スラスト軸受の挿通孔などに液体潤滑剤を潤滑させることで、回転シャフトや回転シャフトに固定されるスラストカラーのスラスト軸受に対する摩擦や摩耗、焼き付きを抑制することが行われている。上記(4)の構成によれば、スラスト軸受に送られた液体潤滑剤の一部は、スラスト軸受の対向面とハウジングの対向面との間に流れ込むようになっている。そして、スラスト軸受の対向面とハウジングの対向面との間に流れ込んだ液体潤滑剤は、回転シャフトの回転方向に沿うように流れる。
上記の構成によれば、第4領域は、回転シャフトの回転方向における第1領域よりも下流側に位置し、且つ、第4領域側支持部は、軸線に直交する断面における第2の基準線に交差する方向に沿って長手方向を有する。このため、第4領域側支持部は、スラスト軸受の対向面とハウジングの対向面との間に流れ込んだ液体潤滑剤を堰き止めて、液体潤滑剤を滞留させることができる。上記液体潤滑剤は、ハウジングのスラスト軸受を支持する部分よりも低温であり、スラスト軸受を冷却できるので、スラスト軸受の熱変形を防止することができる。
上記の構成によれば、第4領域は、回転シャフトの回転方向における第1領域よりも下流側に位置し、且つ、第4領域側支持部は、軸線に直交する断面における第2の基準線に交差する方向に沿って長手方向を有する。このため、第4領域側支持部は、スラスト軸受の対向面とハウジングの対向面との間に流れ込んだ液体潤滑剤を堰き止めて、液体潤滑剤を滞留させることができる。上記液体潤滑剤は、ハウジングのスラスト軸受を支持する部分よりも低温であり、スラスト軸受を冷却できるので、スラスト軸受の熱変形を防止することができる。
(5)幾つかの実施形態では、上記(3)又は(4)に記載の過給機であって、上記第4領域は、上記回転シャフトの回転方向における上記第1領域よりも下流側に位置し、上記スラスト軸受又は上記ハウジングの何れか一方の部材は、上記一方の部材の対向面の上記第4の領域の部分から突出し、且つ、上記断面における上記第2の基準線に交差する方向に沿って長手方向を有する堰を含む。
上記(5)の構成によれば、スラスト軸受又はハウジングは、自身の対向面の上記第4の領域の部分から突出し、且つ、第2の基準線に交差する方向に沿って長手方向を有する堰を含むので、スラスト軸受の対向面とハウジングの対向面との間に流れ込んだ液体潤滑剤(潤滑油)を堰き止めて、液体潤滑剤を滞留させることができる。よって、上記の構成によれば、堰に堰き止められた液体潤滑剤によりスラスト軸受を冷却できるので、スラスト軸受の熱変形を効果的に防止することができる。
(6)幾つかの実施形態では、上記(1)~(5)の何れかに記載の過給機は、上記少なくとも一つの第1領域側支持部又は上記少なくとも一つの第2領域側支持部の少なくとも一方と、上記他方の部材の被支持部との間に配置された断熱材をさらに備える。
上記(6)の構成によれば、第1領域側支持部又は第2領域側支持部と、被支持部との間にこれらの支持部よりも熱伝導率が小さい断熱材を配置することで、ハウジングからスラスト軸受への入熱を抑制することができる。よって、上記の構成によれば、仮に断熱材を配置しない場合に比べて、スラスト軸受への入熱量を減らすことができるので、スラスト軸受の熱変形を効果的に防止することができる。
(7)幾つかの実施形態では、上記(1)~(6)の何れかに記載の過給機であって、上記ハウジングは、第1流路を内部に画定するとともに、液体潤滑剤を上記第1流路に導入するための第1導入口と、上記第1流路を流れる上記液体潤滑剤を外部に排出するための第1排出口と、を含み、上記スラスト軸受は、第2流路を内部に画定するとともに、上記第1排出口に連通して上記第1排出口から排出された上記液体潤滑剤を上記第2流路に導入するための第2導入口と、上記第2流路を流れる上記液体潤滑剤を外部に排出するための第2排出口と、を含み、上記第1排出口又は上記第2導入口の何れか一方は、上記少なくとも一つの第1領域側支持部の先端面に開口している。
上記(7)の構成によれば、ハウジングの第1導入口から第1流路に導入された液体潤滑剤は、ハウジングの第1排出口およびスラスト軸受の第2導入口を通り、第2流路に導入された後、スラスト軸受の第2排出口からスラスト軸受の外部に排出される。スラスト軸受は、第2排出口から排出された液体潤滑剤が潤滑することで、摩擦や摩耗、焼き付きを抑制することができる。また、上記の構成によれば、第1排出口又は第2導入口の何れかは、第1領域側支持部の先端面に開口している。第1排出口および第2導入口を通り、第2流路を流れる液体潤滑材は、第1領域側支持部やスラスト軸受の第2流路近傍を冷却できるので、スラスト軸受の熱変形を防止することができる。
(8)幾つかの実施形態では、上記(1)~(7)の何れかに記載の過給機は、上記回転シャフトの外周に固定されるように構成されるとともに、上記回転シャフトの上記軸線が延在する方向に交差する方向に延在するフランジ部を含むスラスト部材をさらに備え、上記スラスト軸受は、上記回転シャフトの上記軸線が延在する方向において上記スラスト部材の上記フランジ部に隣接して配置されるように構成された。
上記(8)の構成によれば、スラスト軸受は、軸線が延在する方向において、スラスト部材のフランジ部に隣接して配置されているので、スラスト部材を介して回転シャフトのスラスト力を受けることができる。ここで、スラスト軸受は、上記第1領域側支持部や上記第2領域側支持部により、熱変形が防止され、且つ、ハウジングに対して傾くのを抑制されているので、スラスト部材に対する片当たりを防止することができ、ひいてはスラスト軸受の焼き付きを防止することができる。
(9)幾つかの実施形態では、上記(1)~(8)の何れかに記載の過給機は、上記回転シャフトの一端に設けられるコンプレッサインペラと、上記回転シャフトの他端に設けられるタービンインペラと、をさらに備える。
上記(9)の構成によれば、過給機は、コンプレッサインペラおよびタービンインペラを備えるターボチャージャからなる。ターボチャージャは、上述したスラスト軸受および上述したハウジングを備えるので、スラスト軸受の熱変形を防止するとともに、スラスト軸受の焼き付きを防止することができる。
(10)本発明の少なくとも一実施形態にかかるスラスト軸受は、
過給機の回転シャフトをスラスト方向に支持するためのスラスト軸受であって、
上記回転シャフトを挿通させるように構成された挿通孔、および上記挿通孔の軸線が延在する方向に交差する方向に延在し、且つ、上記挿通孔の上記軸線が延在する方向における一方側に位置する第1端面、を有するとともに、上記挿通孔の上記軸線に対して図心が偏心するように構成された胴体部を備え、
上記挿通孔の上記軸線に直交する断面における上記挿通孔の中心を通る基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置する一方側を第1領域とし、上記基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置しない他方側を第2領域としたときに、
上記スラスト軸受は、上記第1端面の上記第1領域の部分から突出するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部と、上記第1端面の上記第2領域の部分から突出するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部と、をさらに備える。
過給機の回転シャフトをスラスト方向に支持するためのスラスト軸受であって、
上記回転シャフトを挿通させるように構成された挿通孔、および上記挿通孔の軸線が延在する方向に交差する方向に延在し、且つ、上記挿通孔の上記軸線が延在する方向における一方側に位置する第1端面、を有するとともに、上記挿通孔の上記軸線に対して図心が偏心するように構成された胴体部を備え、
上記挿通孔の上記軸線に直交する断面における上記挿通孔の中心を通る基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置する一方側を第1領域とし、上記基準線に対して上記スラスト軸受の上記図心が位置しない他方側を第2領域としたときに、
上記スラスト軸受は、上記第1端面の上記第1領域の部分から突出するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部と、上記第1端面の上記第2領域の部分から突出するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部と、をさらに備える。
上記の構成によれば、スラスト軸受は、第1領域の部分から突出してハウジングの対向面を支持する第1領域側支持部と、第2領域の部分から突出してハウジングの対向面を支持する第2領域側支持部と、を含む。つまり、スラスト軸受は、第1領域側支持部および第2領域側支持部を介して、ハウジングに支持される。このため、スラスト部材は、仮にスラスト部材とハウジングとの対向面同士が当接する場合に比べて、ハウジングに支持される部分の面積を小さくすることができるので、ハウジングからの入熱を抑制することができる。よって、上記の構成によれば、ハウジングからスラスト軸受への入熱を抑制することで、スラスト軸受の熱変形を防止することができる。
また、スラスト軸受は、ハウジングに第1領域および第2領域の両方の領域で支持されている。このため、スラスト軸受は、スラスト軸受およびハウジングの夫々の加工誤差や、スラスト軸受とハウジングとの間の組み立て誤差により、ハウジングに取り付けられた際にハウジングに対して傾くのを抑制することができる。スラスト軸受がハウジングに対して傾くのを抑制することで、スラスト軸受の片当たりを防止することができ、ひいてはスラスト軸受の焼き付きを防止することができる。
本発明の少なくとも一実施形態によれば、ハウジングからスラスト軸受への入熱を抑制し、スラスト軸受の熱変形を防止することができる過給機が提供される。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
図1は、本発明の一実施形態にかかる過給機の概略構成を示す断面図である。
幾つかの実施形態にかかる過給機1は、図1に示されるように、回転シャフト2と、スラスト軸受3と、ハウジング4と、スラスト部材5と、ジャーナル軸受13、14を備える。図示される実施形態では、過給機1は、自動車用のターボチャージャ1Aである。
幾つかの実施形態にかかる過給機1は、図1に示されるように、回転シャフト2と、スラスト軸受3と、ハウジング4と、スラスト部材5と、ジャーナル軸受13、14を備える。図示される実施形態では、過給機1は、自動車用のターボチャージャ1Aである。
ターボチャージャ1A(過給機1)は、図1に示されるように、回転シャフト2の長さ方向における一端に設けられるコンプレッサインペラ11と、回転シャフト2の長さ方向における他端に設けられるタービンインペラ12を備える。回転シャフト2は、回転シャフト2の軸線LAが延在する方向(図1中左右方向)に沿って長さ方向を有し、回転中心R(図3、5参照)を中心として回転するように構成されている。
以下、軸線LAが延在する方向におけるコンプレッサインペラ11が位置する側をコンプレッサ側とし、タービンインペラ12が位置する側をタービン側とする。
以下、軸線LAが延在する方向におけるコンプレッサインペラ11が位置する側をコンプレッサ側とし、タービンインペラ12が位置する側をタービン側とする。
上述したハウジング4は、図1に示されるように、コンプレッサインペラ11を収容するように構成されたコンプレッサハウジング4Aと、スラスト軸受3を収容するように構成された軸受ハウジング4Bと、タービンインペラ12を収容するように構成されたタービンハウジング4Cと、を含む。
軸受ハウジング4Bは、図1に示されるように、軸線LAの延在する方向におけるコンプレッサハウジング4Aとタービンハウジング4Cとの間に配置されて、コンプレッサ側の端部がコンプレッサハウジング4Aに連結され、タービン側の端部がタービンハウジング4Cに固定されている。
軸受ハウジング4Bは、図1に示されるように、軸線LAの延在する方向におけるコンプレッサハウジング4Aとタービンハウジング4Cとの間に配置されて、コンプレッサ側の端部がコンプレッサハウジング4Aに連結され、タービン側の端部がタービンハウジング4Cに固定されている。
軸受ハウジング4Bは、図1に示されるように、回転シャフト2を軸線LAが延在する方向に沿って挿通可能に構成された内部空間を内部に区画している。上記内部空間は、上記スラスト軸受3、上記スラスト部材5および上記ジャーナル軸受13、14を収容するように構成されている。ジャーナル軸受13、14の夫々は、回転シャフト2を回転可能に支持するように構成されている。ジャーナル軸受13は、ジャーナル軸受14よりもコンプレッサ側に配置されている。
軸受ハウジング4Bは、図1に示されるように、液体潤滑剤を流すための第1流路61を内部に画定している。液体潤滑剤としては潤滑油が挙げられる。軸受ハウジング4Bは、図1に示されるように、液体潤滑剤を第1流路61に導入するための第1導入口62と、第1流路61を流れる液体潤滑剤を第1流路61の外部に排出するための第1排出口63と、を含む。
図示される実施形態では、軸受ハウジング4Bは、図1に示されるように、第1流路61を流れる液体潤滑剤をジャーナル軸受13に向けて外部に排出するための第3排出口64と、第1流路61を流れる液体潤滑剤をジャーナル軸受14に向けて外部に排出するための第4排出口65と、を含む。また、図1に示されるように、軸受ハウジング4Bの上部に上述した第1導入口62が設けられ、軸受ハウジング4Bの下部に出口開口66が設けられている。
図示される実施形態では、軸受ハウジング4Bは、図1に示されるように、第1流路61を流れる液体潤滑剤をジャーナル軸受13に向けて外部に排出するための第3排出口64と、第1流路61を流れる液体潤滑剤をジャーナル軸受14に向けて外部に排出するための第4排出口65と、を含む。また、図1に示されるように、軸受ハウジング4Bの上部に上述した第1導入口62が設けられ、軸受ハウジング4Bの下部に出口開口66が設けられている。
スラスト軸受3は、図1に示されるように、液体潤滑剤を流すための第2流路71を内部に画定している。スラスト軸受3は、図1に示されるように、第1排出口63に連通して第1排出口63から排出された液体潤滑剤を第2流路71に導入するための第2導入口72と、第2流路71を流れる液体潤滑剤をスラスト部材5に向けて第2流路71の外部に排出するための第2排出口73と、を含む。
図1に示されるように、第1導入口62から第1流路61に導入された液体潤滑剤は、第1排出口63および第2導入口72を通り、第2流路71に導入された後、第2排出口73を通ってスラスト軸受3の外部に排出される。第2排出口73からスラスト軸受3の外部に排出された液体潤滑剤は、スラスト軸受3を潤滑した後に、出口開口66を通って軸受ハウジング4Bの外部に排出される。また、第1流路61を流れる液体潤滑剤の一部は、第3排出口64や第4排出口65を通り、ジャーナル軸受13、14を潤滑した後に、出口開口66を通って軸受ハウジング4Bの外部に排出される。
図2は、図1に示す過給機の一部を拡大して示す概略断面図である。図3は、図2に示すスラスト軸受をタービン側から視た状態を示す概略図である。図4および図6は、本発明の他の一実施形態にかかる過給機の一部を拡大して示す概略断面図である。図5は、本発明の他の一実施形態におけるスラスト軸受をタービン側から視た状態を示す概略図である。
スラスト部材5は、図1、2、4、6に示されるように、タービン側スラストカラー5Aと、コンプレッサ側スラストカラー5Bと、を含む。
タービン側スラストカラー5Aは、図2、4、6に示されるように、円筒状の胴体部51と、胴体部51の外周のタービン側縁部から軸線LAに交差(直交)する方向に沿って突出するフランジ部52を含む。コンプレッサ側スラストカラー5Bは、タービン側スラストカラー5Aと同様に、円筒状の胴体部53と、胴体部53のタービン側縁部から軸線LAに交差する方向に沿って突出するフランジ部54を含む。
図2、4、6に示されるように、タービン側スラストカラー5Aおよびコンプレッサ側スラストカラー5Bの夫々は、回転シャフト2の外周に装着され、回転シャフト2と共に回転可能になっている。タービン側スラストカラー5Aは、コンプレッサ側スラストカラー5Bよりもタービン側に配置され、タービン側スラストカラー5Aのコンプレッサ側の端面は、コンプレッサ側スラストカラー5Bのタービン側の端面に当接している。
スラスト軸受3は、図2、4、6に示されるように、軸線LAに直交(交差)する方向に沿って延在する板状の胴体部31を備える。胴体部31は、回転シャフト2を挿通させるように構成された挿通孔311と、挿通孔311の軸線LBが延在する方向におけるタービン側に位置する端面313と、軸線LBが延在する方向におけるコンプレッサ側に位置する端面314を有している。端面313、314の夫々は、軸線LBが延在する方向に直交(交差)する方向に沿って延在している。図示される実施形態では、挿通孔311の軸線LBは、回転シャフト2の軸線LAに対して同軸上に配置されている。
スラスト軸受3の胴体部31は、図3、5に示されるように、挿通孔311の軸線LB(回転シャフト2の回転中心R)に対して図心C1が偏心するように構成されている。
図3、5に示されるように、軸線LB(軸線LA)に直交する断面における挿通孔311の中心(回転シャフト2の回転中心R)を、図心C1が一方側に位置するように通る直線を第1の基準線LHとし、第1の基準線LHに対して図心C1が位置する上側(一方側)を第1領域R1とし、第1の基準線LHに対して図心C1が位置しない下側(他方側)を第2領域R2とする。また、上記断面における挿通孔311の中心(回転シャフト2の回転中心R)および図心C1を通る直線を第2の基準線LVとする。図示される実施形態では、図3、5に示されるように、第2の基準線LVは、鉛直方向に沿って延在し、第1の基準線LHは、第2の基準線LVに直交し、水平方向に沿って延在している。
図3、5に示されるように、軸線LB(軸線LA)に直交する断面における挿通孔311の中心(回転シャフト2の回転中心R)を、図心C1が一方側に位置するように通る直線を第1の基準線LHとし、第1の基準線LHに対して図心C1が位置する上側(一方側)を第1領域R1とし、第1の基準線LHに対して図心C1が位置しない下側(他方側)を第2領域R2とする。また、上記断面における挿通孔311の中心(回転シャフト2の回転中心R)および図心C1を通る直線を第2の基準線LVとする。図示される実施形態では、図3、5に示されるように、第2の基準線LVは、鉛直方向に沿って延在し、第1の基準線LHは、第2の基準線LVに直交し、水平方向に沿って延在している。
スラスト軸受3の胴体部31は、図3、5に示されるように、軸線LB(軸線LA)に直交する断面における外形形状が上下非対称になっている。
図示される実施形態では、スラスト軸受3の胴体部31は、図3、5に示されるように、軸線LB(軸線LA)に直交する断面における外形形状が、鉛直上方に円弧を有する半楕円形であり、且つ、軸線LBの鉛直下方に凹状の切欠部315を有している。
図示される実施形態では、スラスト軸受3の胴体部31は、図3、5に示されるように、軸線LB(軸線LA)に直交する断面における外形形状が、鉛直上方に円弧を有する半楕円形であり、且つ、軸線LBの鉛直下方に凹状の切欠部315を有している。
スラスト軸受3は、図2、4、6に示されるように、回転シャフト2をスラスト方向に支持するように構成されている。
図示される実施形態では、図2、4、6に示されるように、スラスト軸受3は、回転シャフト2および回転シャフト2の外周に装着されたタービン側スラストカラー5Aの胴体部51が、挿通孔311に緩く挿通している。スラスト軸受3の内周縁部は、軸線LAが延在する方向におけるタービン側スラストカラー5Aのフランジ部52と、コンプレッサ側スラストカラー5Bのフランジ部54との間に配置されている。
図示される実施形態では、図2、4、6に示されるように、スラスト軸受3は、回転シャフト2および回転シャフト2の外周に装着されたタービン側スラストカラー5Aの胴体部51が、挿通孔311に緩く挿通している。スラスト軸受3の内周縁部は、軸線LAが延在する方向におけるタービン側スラストカラー5Aのフランジ部52と、コンプレッサ側スラストカラー5Bのフランジ部54との間に配置されている。
回転シャフト2にコンプレッサ側からタービン側に向かってスラスト力が作用した際に、スラスト軸受3の端面314に、フランジ部54のタービン側の端面が摺接することで、回転シャフト2をスラスト方向に支持している。
スラスト軸受3の挿通孔311の内側面は、回転シャフト2の回転に伴い、タービン側スラストカラー5Aの胴体部51の外周面511に摺接するように構成されている。
図示される実施形態では、上述した第2排出口73は、スラスト軸受3の挿通孔311の内側面に開口している。第2排出口73からスラスト軸受3の外部に排出された液体潤滑剤は、スラスト軸受3の挿通孔311の内側面と、タービン側スラストカラー5Aの外周面511との間、およびスラスト軸受3の端面314と、フランジ部54のタービン側の端面との間に導入されるように構成されている。
図示される実施形態では、上述した第2排出口73は、スラスト軸受3の挿通孔311の内側面に開口している。第2排出口73からスラスト軸受3の外部に排出された液体潤滑剤は、スラスト軸受3の挿通孔311の内側面と、タービン側スラストカラー5Aの外周面511との間、およびスラスト軸受3の端面314と、フランジ部54のタービン側の端面との間に導入されるように構成されている。
スラスト軸受3は、図1、2、4、6に示されるように、外周縁部が軸受ハウジング4Bに支持されるように構成されている。
図示される実施形態では、ターボチャージャ1A(過給機1)は、図1、2、4、6に示されるように、オイルディフレクタ15と、リテーナ16と、スナップリング17と、をさらに備える。軸受ハウジング4Bは、オイルディフレクタ15、リテーナ16およびスナップリング17を収容するように構成されている。
図示される実施形態では、ターボチャージャ1A(過給機1)は、図1、2、4、6に示されるように、オイルディフレクタ15と、リテーナ16と、スナップリング17と、をさらに備える。軸受ハウジング4Bは、オイルディフレクタ15、リテーナ16およびスナップリング17を収容するように構成されている。
リテーナ16は、図2、4、6に示されるように、スラスト軸受3を回転シャフト2の外周側に保持するように構成されている。
リテーナ16は、図2、4、6に示されるように、貫通孔161を有する環状部材であり、コンプレッサ側スラストカラー5Bの胴体部53の外周に相対回転可能な状態で装着されている。リテーナ16の外周部には、軸線LAが延在する方向に沿ってスラスト軸受3側に突出する突出部162が形成されている。突出部162のタービン側の端面163から突出した先端164が、スラスト軸受3の端面314に当接している。
リテーナ16は、図2、4、6に示されるように、貫通孔161を有する環状部材であり、コンプレッサ側スラストカラー5Bの胴体部53の外周に相対回転可能な状態で装着されている。リテーナ16の外周部には、軸線LAが延在する方向に沿ってスラスト軸受3側に突出する突出部162が形成されている。突出部162のタービン側の端面163から突出した先端164が、スラスト軸受3の端面314に当接している。
軸受ハウジング4Bは、図2、4、6に示されるように、スラスト軸受3およびリテーナ16の外周側を覆うように軸線LAの延在する方向に沿って延在する被覆部41と、軸線LAの延在する方向におけるスラスト軸受3よりもタービン側の位置で内側に突出し、軸線LAに直交(交差)する方向に沿って延在する内方突出部42と、を含む。軸受ハウジング4Bの内方突出部42のコンプレッサ側に位置する端面421は、スラスト軸受3の端面313に対向している。
リテーナ16の先端164により、スラスト軸受3の外周縁部を軸受ハウジング4Bの内方突出部42に押し付けることで、スラスト軸受3を回転シャフト2の外周側に保持している。また、スラスト軸受3は、外周縁部が軸受ハウジング4Bに支持されている。リテーナ16の突出部162のコンプレッサ側の後端面165は、軸受ハウジング4Bの内周溝43に嵌合された環状のスナップリング17(移動規制部材)と当接している。リテーナ16は、スナップリング17により、スラスト軸受3側に押し付けられている。
オイルディフレクタ15は、図2、4、6に示されるように、貫通孔151を有する環状部材であり、コンプレッサ側スラストカラー5Bの胴体部53の外周に相対回転可能な状態で装着されている。オイルディフレクタ15は、リテーナ16よりもタービン側に配置されている。オイルディフレクタ15は、内周縁部152がコンプレッサ側スラストカラー5Bのフランジ部54のコンプレッサ側の端面541に支持されるとともに、外周縁部153がリテーナ16の端面163に支持されている。
図2、4、6に示される実施形態では、軸受ハウジング4Bの被覆部41の内周面411と、スラスト軸受3の外周面312との間に隙間が設けられている。この場合には、軸受ハウジング4Bの被覆部41からスラスト軸受3への入熱を防止することができる。
また、図2、4、6に示される実施形態では、リテーナ16の先端164は、先端側に向かうにつれて外形寸法が小さくなるテーパ形状を有している。この場合には、リテーナ16の先端164からスラスト軸受3への入熱を抑制することができる。
幾つかの実施形態にかかる過給機1は、図2、4、6に示されるように、上述した回転シャフト2と、上述したスラスト軸受3と、上述したハウジング4とを備える。スラスト軸受3およびハウジング4の夫々は、軸線LAが延在する方向に交差(直交)する方向に延在し、且つ、互いに対向する対向面(端面313、421)を含む。スラスト軸受3又はハウジング4の何れか一方の部材は、一方の部材の対向面の上述した第1領域R1の部分から突出して他方の部材の対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部81と、上記一方の部材の対向面の上述した第2領域R2の部分から突出して他方の部材の対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部82と、を含む。
図2、3、5、6に示される実施形態では、スラスト軸受3は、端面313の第1領域R1の部分から突出する第1軸受側突出部32と、端面313の第2領域R2の部分から突出する第2軸受側突出部33および第3軸受側突出部34と、を含む。第1軸受側突出部32、第2軸受側突出部33および第3軸受側突出部34の夫々は、軸線LA(軸線LB)の延在する方向に沿って延在しており、軸線LA(軸線LB)に直交(交差)する方向に沿って延在する先端面321、331、341を有している。
図2、3、5、6に示される実施形態では、第1軸受側突出部32が上述した第1領域側支持部81となり、第2軸受側突出部33および第3軸受側突出部34が上述した第2領域側支持部82となる。
図2、3、5、6に示される実施形態では、第1軸受側突出部32が上述した第1領域側支持部81となり、第2軸受側突出部33および第3軸受側突出部34が上述した第2領域側支持部82となる。
図2に示される実施形態では、スラスト軸受3は、第1軸受側突出部32の先端面321、第2軸受側突出部33の先端面331および第3軸受側突出部34の先端面341の夫々が、軸受ハウジング4Bの端面421に当接することで、軸受ハウジング4Bに支持されている。
図6に示される実施形態では、軸線LAの延在する方向における第1軸受側突出部32の先端面321、第2軸受側突出部33の先端面331および第3軸受側突出部34の先端面341の夫々と、軸受ハウジング4Bの端面421と、の間に断熱材10が配置されている。断熱材10は、貫通孔101を有する環状部材である。図6に示されるように、上記貫通孔101を介して、上述した第1排出口63と上述した第2導入口72とが連通している。また、スラスト軸受3は、断熱材10を介して軸受ハウジング4Bの端面421に支持されている。
図4に示される実施形態では、軸受ハウジング4Bは、端面421の第1領域R1の部分から突出する第1ハウジング側突出部44と、端面421の第2領域R2の部分から突出する第2ハウジング側突出部45と、を含む。
図4に示される実施形態では、第1ハウジング側突出部44が上述した第1領域側支持部81となり、第2ハウジング側突出部45が上述した第2領域側支持部82となる。
図4に示される実施形態では、第1ハウジング側突出部44が上述した第1領域側支持部81となり、第2ハウジング側突出部45が上述した第2領域側支持部82となる。
図4に示される実施形態では、第1ハウジング側突出部44および第2ハウジング側突出部45の夫々は、軸線LAの延在する方向に沿って延在しており、軸線LAに直交(交差)する方向に沿って延在する先端面441、451を有している。スラスト軸受3は、端面313が、第1ハウジング側突出部44の先端面441および第2ハウジング側突出部45の先端面451の夫々に当接することで、軸受ハウジング4Bに支持されている。
上記の構成によれば、スラスト軸受3又はハウジング4の何れか一方の部材は、第1領域R1の部分から突出して他方の部材の対向面を支持する第1領域側支持部81と、第2領域R2の部分から突出して他方の部材の対向面を支持する第2領域側支持部82と、を含む。つまり、スラスト軸受3は、第1領域側支持部81および第2領域側支持部82を介して、ハウジング4に支持される。このため、スラスト軸受3は、仮にスラスト軸受3とハウジング4との対向面(端面313、421)同士が当接する場合に比べて、ハウジング4に支持される部分の面積を小さくすることができるので、ハウジング4からの入熱を抑制することができる。よって、上記の構成によれば、ハウジング4からスラスト軸受3への入熱を抑制することで、スラスト軸受3の熱変形を防止することができる。
また、スラスト軸受3は、ハウジング4に第1領域R1および第2領域R2の両方の領域で支持されている。このため、スラスト軸受3は、スラスト軸受3およびハウジング4の夫々の加工誤差や、スラスト軸受3とハウジング4との間の組み立て誤差により、ハウジング4に取り付けられた際にハウジング4に対して傾くのを抑制することができる。スラスト軸受3がハウジング4に対して傾くのを抑制することで、スラスト軸受3の片当たりを防止することができ、ひいてはスラスト軸受3の焼き付きを防止することができる。
幾つかの実施形態では、図3、5に示されるように、軸線LAに直交する端面における、上述した少なくとも一つの第1領域側支持部81の支持領域と、上述した少なくとも一つの第2領域側支持部82の支持領域と、を合わせた複合領域の図心C2は、上述したスラスト軸受3の挿通孔311の内側面よりも回転中心R寄りに位置している。
図3、5に示される実施形態では、第1軸受側突出部32の先端面321が第1領域側支持部81の支持領域となり、第2軸受側突出部33の先端面331および第3軸受側突出部34の先端面341が第2領域側支持部82の支持領域となる。
複合領域の図心C2は、軸線LA(軸線LB)に近い方が望ましい。好ましくは、挿通孔311の径寸法をDとしたときに、複合領域の図心C2は、回転中心Rを中心とする直径寸法がD/2の仮想円Vよりも回転中心R寄りに位置している。さらに好ましくは、複合領域の図心C2は、回転中心Rと同じく軸線LA(軸線LB)上に位置している。
複合領域の図心C2は、軸線LA(軸線LB)に近い方が望ましい。好ましくは、挿通孔311の径寸法をDとしたときに、複合領域の図心C2は、回転中心Rを中心とする直径寸法がD/2の仮想円Vよりも回転中心R寄りに位置している。さらに好ましくは、複合領域の図心C2は、回転中心Rと同じく軸線LA(軸線LB)上に位置している。
上記の構成によれば、複合領域の図心C2が、スラスト軸受3の挿通孔311の内側面よりも回転中心R寄りに位置している。つまり、複合領域の図心C2を回転中心Rの近くに位置するように構成することで、スラスト軸受3は、第1領域側支持部81や第2領域側支持部82を介して、ハウジング4にバランスよく支持されるため、スラスト軸受3がハウジング4に取り付けられた際にハウジング4に対して傾くのを効果的に抑制することができる。
幾つかの実施形態では、図3、5に示されるように、上述した第2領域R2を、軸線LAに直交する端面における、スラスト軸受3の図心C1および回転中心Rを通る第2の基準線LVに対して一方側に位置する第3領域R3と、第2の基準線LVに対して他方側に位置する第4領域R4と、に区分したときに、上述した少なくとも一つの第2領域側支持部82は、第3領域R3に位置する少なくとも一つの第3領域側支持部83と、上述した第4領域R4に位置する少なくとも一つの第4領域側支持部84と、を含む。
図3、5に示される実施形態では、第3領域R3は、回転シャフト2の回転方向FDにおける第1領域R1よりも上流側(図中第2の基準線LVよりも右側)に位置し、第4領域R4は、回転シャフト2の回転方向FDにおける第1領域R1よりも下流側(図中第2の基準線LVよりも左側)に位置している。
図3、5に示される実施形態では、第2軸受側突出部33が上述した第3領域側支持部83となり、第3軸受側突出部34が上述した第4領域側支持部84となる。
図3、5に示される実施形態では、第2軸受側突出部33が上述した第3領域側支持部83となり、第3軸受側突出部34が上述した第4領域側支持部84となる。
上記の構成によれば、第2領域R2は、軸線LAに直交する断面における、スラスト軸受3の図心C1および回転中心Rを通る第2の基準線LVを挟んで互いに反対側に位置する第3領域R3と、第4領域R4と、を含む。スラスト軸受3は、第1領域R1、第3領域R3および第4領域R4の夫々の領域に設けられた支持部(第1領域側支持部81、第3領域側支持部83、第4領域側支持部84)により、ハウジング4にバランスよく支持されるので、ハウジング4に取り付けられた際にハウジング4に対して傾くのを抑制することができる。
また、第1領域R1、第3領域R3および第4領域R4の夫々の領域に設けられた支持部(第1領域側支持部81、第3領域側支持部83、第4領域側支持部84)は、スラスト軸受3をハウジング4にバランスよく支持させることができるので、仮にスラスト軸受3が二つの支持部(例えば第1領域側支持部81と第3領域側支持部83)により支持される場合に比べて、軸線LAに直交する断面における支持部(第1領域側支持部81、第3領域側支持部83、第4領域側支持部84)の夫々の外形寸法を小さなものにすることができる。上記支持部の外形寸法を小さくすることで、上記支持部を介したハウジング4からスラスト軸受3への入熱量を減らすことができるので、スラスト軸受3の熱変形を効果的に防止することができる。
幾つかの実施形態では、上述した第4領域R4は、回転シャフト2の回転方向FDにおける第1領域R1よりも下流側に位置している。上述した少なくとも一つの第4領域側支持部84は、図5に示されるように、軸線LAに直交する断面における第2の基準線LVに交差する方向に沿って長手方向を有するように構成された。
図示される実施形態では、第3軸受側突出部34(第4領域側支持部84)は、図5に示されるように、第1の基準線LHおよび第2の基準線LVに交差する方向に沿って長手方向を有している。他の実施形態では、第3軸受側突出部34(第4領域側支持部84)は、第1の基準線LHが延在する方向に沿って長手方向を有していてもよい。
一般的に、スラスト軸受3に液体潤滑剤(潤滑油)を送り込み、スラスト軸受3の挿通孔311などに液体潤滑剤を潤滑させることで、回転シャフト2や回転シャフト2に固定されるスラスト部材5のスラスト軸受3に対する摩擦や摩耗、焼き付きを抑制することが行われている。
図2、4、6に示されるように、スラスト軸受3に送られた液体潤滑剤の一部は、スラスト軸受3の端面313と、タービン側スラストカラー5Aのフランジ部52のコンプレッサ側の端面521の間を通って、スラスト軸受3の端面313(対向面)と軸受ハウジング4Bの端面421(対向面)との間に流れ込むようになっている。そして、スラスト軸受3の端面313と軸受ハウジング4Bの端面421との間に流れ込んだ液体潤滑剤は、回転シャフト2の回転方向FDに沿うように流れる。
上記の構成によれば、第4領域R4は、回転シャフト2の回転方向FDにおける第1領域R1よりも下流側に位置し、且つ、第4領域側支持部84は、軸線LAに直交する断面における第2の基準線LVに交差する方向に沿って長手方向を有する。このため、第4領域側支持部84は、スラスト軸受3の対向面(端面313)とハウジング4の対向面(端面421)との間に流れ込んだ液体潤滑剤を堰き止めて、液体潤滑剤を滞留させることができる。液体潤滑剤は、ハウジング4のスラスト軸受3を支持する部分よりも低温であり、スラスト軸受3を冷却できるので、スラスト軸受3の熱変形を防止することができる。
幾つかの実施形態では、上述した第4領域R4は、回転シャフト2の回転方向FDにおける第1領域R1よりも下流側に位置している。上述したスラスト軸受3又はハウジング4の何れか一方の部材は、図5に示されるように、一方の部材の対向面の上述した第4領域R4の部分から突出し、且つ、軸線LAに直交する断面における第2の基準線LVに交差する方向に沿って長手方向を有する堰9を含む。
図示される実施形態では、図5に示されるように、堰9は、スラスト軸受3の端面313からハウジング4の端面421に向かって突出している。
図5に示される実施形態では、堰9は、第1の基準線LHおよび第2の基準線LVに交差する方向に沿って長手方向を有している。より詳細には、堰9は、第3軸受側突出部34の長手方向と同じ方向に沿って長手方向を有している。他の実施形態では、堰9は、第1の基準線LHが延在する方向に沿って長手方向を有していてもよく、第3軸受側突出部34の長手方向とは異なる方向に延在する長手方向を有していてもよい。
図5に示される実施形態では、堰9は、第3軸受側突出部34よりも内周側に第3軸受側突出部34に隣接して設けられている。堰9の端面313からの突出長さは、第3軸受側突出部34の突出長さよりも短く構成されている。つまり、堰9は、ハウジング4の端面421には当接しないようになっている。
図5に示される実施形態では、堰9は、第1の基準線LHおよび第2の基準線LVに交差する方向に沿って長手方向を有している。より詳細には、堰9は、第3軸受側突出部34の長手方向と同じ方向に沿って長手方向を有している。他の実施形態では、堰9は、第1の基準線LHが延在する方向に沿って長手方向を有していてもよく、第3軸受側突出部34の長手方向とは異なる方向に延在する長手方向を有していてもよい。
図5に示される実施形態では、堰9は、第3軸受側突出部34よりも内周側に第3軸受側突出部34に隣接して設けられている。堰9の端面313からの突出長さは、第3軸受側突出部34の突出長さよりも短く構成されている。つまり、堰9は、ハウジング4の端面421には当接しないようになっている。
上記の構成によれば、スラスト軸受3又はハウジング4は、自身の対向面の第4領域R4の部分から突出し、且つ、第2の基準線LVに交差する方向に沿って長手方向を有する堰9を含むので、スラスト軸受3の対向面(端面313)とハウジング4の対向面(端面421)との間に流れ込んだ液体潤滑剤(潤滑油)を堰き止めて、液体潤滑剤を滞留させることができる。よって、上記の構成によれば、堰9に堰き止められた液体潤滑剤によりスラスト軸受3を冷却できるので、スラスト軸受3の熱変形を効果的に防止することができる。
幾つかの実施形態では、上述した過給機1は、図6に示されるように、上述した第1領域側支持部81又は上述した第2領域側支持部82の少なくとも一方と、第1領域側支持部81や第2領域側支持部82を含まない他方の部材の被支持部(端面313又は端面421)との間に配置された上述した断熱材10を備える。断熱材10は、第1領域側支持部81や第2領域側支持部82よりも熱伝導率が小さい材料が使用されている。
上述したように、図6に示される実施形態では、軸線LAの延在する方向における第1軸受側突出部32の先端面321、第2軸受側突出部33の先端面331および第3軸受側突出部34の先端面341の夫々と、軸受ハウジング4Bの端面421と、の間に断熱材10が配置されている。
他の実施形態では、図4に示されるような、軸線LAの延在する方向における第1ハウジング側突出部44の先端面441、第2ハウジング側突出部45の先端面451の夫々と、スラスト軸受3の端面313と、の間に断熱材10が配置されていてもよい。
他の実施形態では、図4に示されるような、軸線LAの延在する方向における第1ハウジング側突出部44の先端面441、第2ハウジング側突出部45の先端面451の夫々と、スラスト軸受3の端面313と、の間に断熱材10が配置されていてもよい。
上記の構成によれば、第1領域側支持部81又は第2領域側支持部82と、被支持部(端面313又は端面421)との間にこれらの支持部よりも熱伝導率が小さい断熱材10を配置することで、ハウジング4からスラスト軸受3への入熱を抑制することができる。よって、上記の構成によれば、仮に断熱材10を配置しない場合に比べて、スラスト軸受3への入熱量を減らすことができるので、スラスト軸受3の熱変形を効果的に防止することができる。
上述したように、幾つかの実施形態では、図1、2、4、6に示されるように、上述した軸受ハウジング4Bは、上述した第1流路61を内部に画定するとともに、上述した第1導入口62と、上述した第1排出口63と、を含む。上述したスラスト軸受3は、第2流路71を内部に画定するとともに、上述した第2導入口72と、上述第2排出口73と、を含む。第1排出口63又は第2導入口72の何れか一方は、少なくとも一つの第1領域側支持部81の先端面811に開口している。
図2、6に示される実施形態では、第1排出口63は、軸受ハウジング4Bの端面421に開口している。第2導入口72は、第1軸受側突出部32の先端面321(先端面811)に開口している。
図4に示される実施形態では、第1排出口63は、第1ハウジング側突出部44の先端面441(先端面811)に開口している。第2導入口72は、スラスト軸受3の端面313に開口している。
図4に示される実施形態では、第1排出口63は、第1ハウジング側突出部44の先端面441(先端面811)に開口している。第2導入口72は、スラスト軸受3の端面313に開口している。
上記の構成によれば、ハウジング4の第1導入口62から第1流路61に導入された液体潤滑剤は、ハウジング4の第1排出口63およびスラスト軸受3の第2導入口72を通り、第2流路71に導入された後、スラスト軸受3の第2排出口73からスラスト軸受3の外部に排出される。スラスト軸受3は、第2排出口73から排出された液体潤滑剤が潤滑することで、摩擦や摩耗、焼き付きを抑制することができる。また、上記の構成によれば、第1排出口63又は第2導入口72の何れかは、第1領域側支持部81の先端面811に開口している。第1排出口63および第2導入口72を通り、第2流路71を流れる液体潤滑材は、第1領域側支持部81やスラスト軸受3の第2流路71近傍を冷却できるので、スラスト軸受3の熱変形を防止することができる。
上述したように、幾つかの実施形態では、上述した過給機1は、図2、4、6に示されるように、上述した回転シャフト2の外周に固定されるように構成されるとともに、回転シャフト2の軸線LAが延在する方向に交差する方向に延在するフランジ部54を含む上述したスラスト部材5を備える。上述したスラスト軸受3は、軸線LAが延在する方向においてスラスト部材5のフランジ部54に隣接して配置されるように構成された。
上記の構成によれば、スラスト軸受3は、軸線LAが延在する方向において、スラスト部材5のフランジ部54に隣接して配置されているので、スラスト部材5を介して回転シャフト2のスラスト力を受けることができる。ここで、スラスト軸受3は、上述した第1領域側支持部81や上述した第2領域側支持部82により、熱変形が防止され、且つ、ハウジング4に対して傾くのを抑制されているので、スラスト部材5に対する片当たりを防止することができ、ひいてはスラスト軸受3の焼き付きを防止することができる。
上述したように、幾つかの実施形態では、上述した過給機1は、上述した回転シャフト2と、上述したスラスト軸受3と、上述したハウジング4と、回転シャフト2の一端に設けられる上述したコンプレッサインペラ11と、回転シャフト2の他端に設けられる上述したタービンインペラ12と、を備える。この場合には、過給機1は、コンプレッサインペラ11およびタービンインペラ12を備えるターボチャージャ1Aからなる。ターボチャージャ1Aは、上述したスラスト軸受3および上述したハウジング4を備えるので、スラスト軸受3の熱変形を防止するとともに、スラスト軸受3の焼き付きを防止することができる。
幾つかの実施形態にかかるスラスト軸受3は、例えば図3、5に示されるように、回転シャフト2を挿通させるように構成された上述した挿通孔311を有するとともに、挿通孔311の軸線LBに対して図心C1が偏心するように構成された上述した胴体部31を備える。胴体部31は、軸線LBが延在する方向に交差する方向に延在し、且つ、軸線LBが延在する方向におけるタービン側(一方側)に位置する上述した端面313(第1端面)を有する。そして、スラスト軸受3は、端面313の第1領域R1の部分から突出するように構成された上述した少なくとも一つの第1領域側支持部81と、端面313の第2領域R2の部分から突出するように構成された上述した少なくとも一つの第2領域側支持部82をさらに備える。
上記の構成によれば、スラスト軸受3は、第1領域R1の部分から突出してハウジング4の端面421(対向面)を支持する第1領域側支持部81と、第2領域R2の部分から突出してハウジング4の端面421(対向面)を支持する第2領域側支持部82と、を含む。つまり、スラスト軸受3は、第1領域側支持部81および第2領域側支持部82を介して、ハウジング4に支持される。このため、スラスト軸受3は、仮にスラスト軸受3とハウジング4との対向面(端面313、421)同士が当接する場合に比べて、ハウジング4に支持される部分の面積を小さくすることができるので、ハウジング4からの入熱を抑制することができる。よって、上記の構成によれば、ハウジング4からスラスト軸受3への入熱を抑制することで、スラスト軸受3の熱変形を防止することができる。
また、スラスト軸受3は、ハウジング4に第1領域R1および第2領域R2の両方の領域で支持されている。このため、スラスト軸受3は、スラスト軸受3およびハウジング4の夫々の加工誤差や、スラスト軸受3とハウジング4との間の組み立て誤差により、ハウジング4に取り付けられた際にハウジング4に対して傾くのを抑制することができる。スラスト軸受3がハウジング4に対して傾くのを抑制することで、スラスト軸受3の片当たりを防止することができ、ひいてはスラスト軸受3の焼き付きを防止することができる。
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
上述した幾つかの実施形態では、過給機1について自動車用のターボチャージャ1Aを例に説明したが、過給機1は自動車用のターボチャージャ1Aに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、過給機1は船舶用のターボチャージャであってもよく、ターボチャージャ以外の装置であってもよい。また、過給機1は上述したタービンインペラ12を備えない構成にしてもよい。タービンインペラ12を備えない過給機1としては、例えば、不図示の電動機によりコンプレッサインペラ11を回転させる電動コンプレッサなどが挙げられる。
1 過給機
1A ターボチャージャ
2 回転シャフト
2A 第1軸部
2B 第2軸部
3 スラスト軸受
31 胴体部
311 挿通孔
312 外周面
313,314 端面
315 切欠部
32 第1軸受側突出部
321,331,341 先端面
33 第2軸受側突出部
34 第3軸受側突出部
4 ハウジング
4A コンプレッサハウジング
4B 軸受ハウジング
4C タービンハウジング
41 被覆部
411 内周面
42 内方突出部
421 端面
43 内周溝
44 第1ハウジング側突出部
441,451 先端面
45 第2ハウジング側突出部
5 スラスト部材
5A タービン側スラストカラー
5B コンプレッサ側スラストカラー
51,53 胴体部
511 外周面
52,54 フランジ部
521 端面
61 第1流路
62 第1導入口
63 第1排出口
64 第3排出口
65 第4排出口
66 出口開口
71 第2流路
72 第2導入口
73 第2排出口
81 第1領域側支持部
811 先端面
82 第2領域側支持部
83 第3領域側支持部
84 第4領域側支持部
9 堰
10 断熱材
101 貫通孔
11 コンプレッサインペラ
12 タービンインペラ
13,14 ジャーナル軸受
15 オイルディフレクタ
151 貫通孔
152 内周縁部
153 外周縁部
16 リテーナ
161 貫通孔
162 突出部
163 端面
164 先端
165 後端面
17 スナップリング
C1,C2 図心
FD 回転方向
LA,LB 軸線
LH 第1の基準線
LV 第2の基準線
R 回転中心
R1 第1領域
R2 第2領域
R3 第3領域
R4 第4領域
V 仮想円
1A ターボチャージャ
2 回転シャフト
2A 第1軸部
2B 第2軸部
3 スラスト軸受
31 胴体部
311 挿通孔
312 外周面
313,314 端面
315 切欠部
32 第1軸受側突出部
321,331,341 先端面
33 第2軸受側突出部
34 第3軸受側突出部
4 ハウジング
4A コンプレッサハウジング
4B 軸受ハウジング
4C タービンハウジング
41 被覆部
411 内周面
42 内方突出部
421 端面
43 内周溝
44 第1ハウジング側突出部
441,451 先端面
45 第2ハウジング側突出部
5 スラスト部材
5A タービン側スラストカラー
5B コンプレッサ側スラストカラー
51,53 胴体部
511 外周面
52,54 フランジ部
521 端面
61 第1流路
62 第1導入口
63 第1排出口
64 第3排出口
65 第4排出口
66 出口開口
71 第2流路
72 第2導入口
73 第2排出口
81 第1領域側支持部
811 先端面
82 第2領域側支持部
83 第3領域側支持部
84 第4領域側支持部
9 堰
10 断熱材
101 貫通孔
11 コンプレッサインペラ
12 タービンインペラ
13,14 ジャーナル軸受
15 オイルディフレクタ
151 貫通孔
152 内周縁部
153 外周縁部
16 リテーナ
161 貫通孔
162 突出部
163 端面
164 先端
165 後端面
17 スナップリング
C1,C2 図心
FD 回転方向
LA,LB 軸線
LH 第1の基準線
LV 第2の基準線
R 回転中心
R1 第1領域
R2 第2領域
R3 第3領域
R4 第4領域
V 仮想円
Claims (10)
- 回転シャフトと、
前記回転シャフトをスラスト方向に支持するように構成されるとともに、前記回転シャフトの回転中心に対して図心が偏心するように構成されたスラスト軸受と、
前記スラスト軸受を収納するように構成されたハウジングと、を備え、
前記スラスト軸受および前記ハウジングの夫々は、前記回転シャフトの軸線が延在する方向に交差する方向に延在し、且つ、互いに対向する対向面を含み、
前記回転シャフトの前記軸線に直交する断面における前記回転シャフトの回転中心を通る基準線に対して前記スラスト軸受の前記図心が位置する一方側を第1領域とし、前記基準線に対して前記スラスト軸受の前記図心が位置しない他方側を第2領域としたときに、
前記スラスト軸受又は前記ハウジングの何れか一方の部材は、
前記一方の部材の対向面の前記第1領域の部分から突出して他方の部材の対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部と、
前記一方の部材の前記対向面の前記第2領域の部分から突出して前記他方の部材の前記対向面を支持するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部と、を含む
過給機。 - 前記断面における、前記少なくとも一つの第1領域側支持部の支持領域と、前記少なくとも一つの第2領域側支持部の支持領域と、を合わせた複合領域の図心は、前記スラスト軸受の前記回転シャフトを挿通させるように構成された挿通孔の内側面よりも前記回転中心寄りに位置している
請求項1に記載の過給機。 - 前記第2領域を、前記断面における前記スラスト軸受の前記図心および前記回転中心を通る第2の基準線に対して一方側に位置する第3領域と、前記第2の基準線に対して他方側に位置する第4領域と、に区分したときに、
前記少なくとも一つの第2領域側支持部は、前記第3領域に位置する少なくとも一つの第3領域側支持部と、前記第4領域に位置する少なくとも一つの第4領域側支持部と、を含む
請求項1又は2に記載の過給機。 - 前記第4領域は、前記回転シャフトの回転方向における前記第1領域よりも下流側に位置し、
前記少なくとも一つの第4領域側支持部は、前記断面における前記第2の基準線に交差する方向に沿って長手方向を有するように構成された
請求項3に記載の過給機。 - 前記第4領域は、前記回転シャフトの回転方向における前記第1領域よりも下流側に位置し、
前記スラスト軸受又は前記ハウジングの何れか一方の部材は、
前記一方の部材の対向面の前記第4の領域の部分から突出し、且つ、前記断面における前記第2の基準線に交差する方向に沿って長手方向を有する堰を含む
請求項3又は4に記載の過給機。 - 前記少なくとも一つの第1領域側支持部又は前記少なくとも一つの第2領域側支持部の少なくとも一方と、前記他方の部材の被支持部との間に配置された断熱材をさらに備える
請求項1乃至5の何れか1項に記載の過給機。 - 前記ハウジングは、第1流路を内部に画定するとともに、液体潤滑剤を前記第1流路に導入するための第1導入口と、前記第1流路を流れる前記液体潤滑剤を外部に排出するための第1排出口と、を含み、
前記スラスト軸受は、第2流路を内部に画定するとともに、前記第1排出口に連通して前記第1排出口から排出された前記液体潤滑剤を前記第2流路に導入するための第2導入口と、前記第2流路を流れる前記液体潤滑剤を外部に排出するための第2排出口と、を含み、
前記第1排出口又は前記第2導入口の何れか一方は、前記少なくとも一つの第1領域側支持部の先端面に開口している
請求項1乃至6の何れか1項に記載の過給機。 - 前記回転シャフトの外周に固定されるように構成されるとともに、前記回転シャフトの前記軸線が延在する方向に交差する方向に延在するフランジ部を含むスラスト部材をさらに備え、
前記スラスト軸受は、前記回転シャフトの前記軸線が延在する方向において前記スラスト部材の前記フランジ部に隣接して配置されるように構成された
請求項1乃至7の何れか1項に記載の過給機。 - 前記回転シャフトの一端に設けられるコンプレッサインペラと、
前記回転シャフトの他端に設けられるタービンインペラと、をさらに備える
請求項1乃至8の何れか1項に記載の過給機。 - 過給機の回転シャフトをスラスト方向に支持するためのスラスト軸受であって、
前記回転シャフトを挿通させるように構成された挿通孔、および前記挿通孔の軸線が延在する方向に交差する方向に延在し、且つ、前記挿通孔の前記軸線が延在する方向における一方側に位置する第1端面、を有するとともに、前記挿通孔の前記軸線に対して図心が偏心するように構成された胴体部を備え、
前記挿通孔の前記軸線に直交する断面における前記挿通孔の中心を通る基準線に対して前記スラスト軸受の前記図心が位置する一方側を第1領域とし、前記基準線に対して前記スラスト軸受の前記図心が位置しない他方側を第2領域としたときに、
前記スラスト軸受は、
前記第1端面の前記第1領域の部分から突出するように構成された少なくとも一つの第1領域側支持部と、
前記第1端面の前記第2領域の部分から突出するように構成された少なくとも一つの第2領域側支持部と、をさらに備える
スラスト軸受。
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